并联双PWM变流器在低速永磁直驱风力发电系统中的应用

基于大功率低速永磁直驱风力发电系统高可靠性要求,以背靠背载波移相并联双脉宽调制（PWM）变流器作为永磁直驱风力发电功率变换单元,对变流器冗余性、并联特性、输出开关纹波特性进行了分析设计。重点针对载波移相并联单元间存在的环流问题进行了分析,提出了一种低频环流抑制方案。另外,采用基于现场可编程门阵列（FPGA）作为辅助处理器的控制器方案实现载波移相并联控制。经过实验验证了所述变流器在可靠性、环流抑制性能、谐波特性,以及硬件实现等方面均能较好地满足系统要求,可适用于低速永磁直驱发电系统。     

永磁直驱风电机组的双PWM变换器协调控制策略

永磁直驱风力发电系统中可采用全功率双脉宽调制（PWM）变换器作为永磁同步发电机（PMSG）的并网电路，当风速变化时，双PWM变换器的直流链电压会随着PMSG输出功率的改变而出现大幅度波动，这将不利于变换器功率器件的安全运行及整个发电系统的稳定运行。结合永磁直驱同步风力发电系统的运行特点，提出一种适用于永磁直驱风电机组的双PWM变换器协调控制策略。系统仿真和实验结果验证了所提出的控制策略的正确性，该方案可显著提高风速变化时双PWM变换器的直流链电压的稳定性，有助于提高发电系统的安全稳定运行能力。     

电网不对称时直驱风电机组双电流环控制策略

推导了电网不平衡情况下直驱风电机组网侧变流器的电磁暂态模型,基于输出有功功率无波动,提出了正负序双电流环控制策略,分析了该策略下直流电压的稳态特性,并设计了可选择的前馈环节.正负序电量的检测通过正负序旋转坐标下分别滤波、瞬时值矩阵运算2种方法实现.仿真结果表明,该控制策略有效地抑制了网压不平衡情况下输出有功功率的二次谐波,避免了故障瞬间直流电压的升高,并且保证了三相电压、电流的高正弦度.     

双PWM控制的双馈调速系统在泵站电机上的应用

针对泵站电机低速时负载转矩小、调速范围不大、系统非频繁起停等特点,给出了一个双PWM(Pulse Width Modulation)控制的绕线电机双馈调速系统,整流侧采用电流内环电压外环的双闭环直接电流控制,逆变侧采用转速、磁链双闭环的矢量控制策略。试验结果表明,通过双PWM变流器控制可实现能量的双向流动,该调速系统控制精度高,动态响应迅速,对电网几乎无谐波污染,可实现电机超/低同步无极调速,能有效改善泵站电机的调速性能和实现泵站电机的节能降耗。     

永磁直驱风电系统低电压运行特性的分析

通过构建永磁直驱风电系统的仿真模型，实现网侧变换器输出有功和无功功率的解耦控制，增加卸荷负载以提高其应对电压跌落等故障的穿越能力，对风电系统运行在单位功率因数、超前和滞后功率因数情况下的跌落特性进行了仿真分析，讨论了电压跌落期间风电系统对电网的无功支持。仿真结果表明，直驱式永磁同步电机风电系统具有较强的低电压穿越能力，可以安全运行在不同功率因数下，同时能在电网电压故障期间对系统提供一定的无功支持。     

电气控制技术在风力发电系统控制中的应用研究

风电是中国除水电外最成熟、规模最大的发电方式,具有可再生的特点。根据国家统计局《2021年1—10月份规模以上工业增加值数据》和《2021年1—10月份能源生产情况》,10月份发电量6 393亿kW·h,比上年同期增长3.0%,比上月下降1.9%;比2019年同期增长7.7%,两年平均增长3.8%,日均用电量206亿kW·h。风电同比增长23.5%,比上月加快3.8个百分点,两年平均增长19.1%。在“一带一路”大环境下,国家将风电作为未来发展的重点,为研究风力发电的稳定性及安全性,依托普格甘天地二期风电场工程,主要对人工智能和电气控制技术在风力发电系统控制中的应用进行深入分析,为建设类似工程提供参考。     

远程监控系统在风力发电中的应用

介绍了风力发电的背景及监控系统的发展现状,分析了风电场远程监控系统的业务方案、数据存储方案、系统架构以及系统部署方式,对风电场监控系统的应用效果进行了总结,为国内相关研究及工程应用提供借鉴和参考。     

负压直抽式分选系统在华能济宁电厂的应用

介绍了华能济宁电厂灰处理系统的改造,就负压直抽式分选系统的设计、调试和运行进行了详细说明,并对2种分选工艺进行了技术经济性比较,指出了负压直抽式分选系统在采用水冲灰的火电机组改造上的优势。     

IGBT—PWM调速系统在机床电力拖动中的应用

机床电力拖动系统采用集成电路实现脉宽调制方式调速，用IGBT管驱动电动机，以SG1252集成电路为核心，电压负反馈代替转速反馈，形成闭环控制，比例积分调节器实现无静差调速，系统具有良好的性能。     

双馈异步发电机在变速恒频风力发电系统中的应用

现代兆瓦级以上的大型并网型风力发电机组,多采用风力机叶片浆距可以调节的双馈异步发电机及变速恒频运行的方式。这种运行方式可以实现优化风力发电机组内部的机械负载及优化电力系统的电网质量;双馈异步发电机的变速恒频运行是建立在发电机交流励磁变速恒频发电技术基础上的。在变速恒频风力发电系统中,由于风能的不稳定性和捕获最大风能的要求,要求转子交流励磁电源不仅要有良好的变频输入、输出特性,而且要有能量双向流动的能力。     

适合云南地区风功率预测的数值天气预报系统研究

为了探寻适合云南地区风功率预测的数值天气预报系统,利用 GFS 资料为中尺度模式 WRF提供初始场和边界条件,评估了不同模式分辨率、参数化方案对云南地区风速模拟结果的影响。结果表明: 对于云南地区,3 km 分辨率风速模拟效果总体上优于 9 km 分辨率; 不同参数化方案对于风速模拟效果影响较大,其中第 3 套参数化方案( 长波辐射方案选用 Earth Held － Suarez,短波辐射方案选用 RRTMG,陆面过程选用 Noah,积云对流方案选用 Kain － Fritsch,行星边界层方案选用 YSU) 为云南地区的最优化方案,其模拟结果与观测资料均方根误差最小( 区域平均均方根误差约为 1. 67 m / s,17 个观测站点平均均方根误差约为 3. 30 m / s) 。进一步结合功率预测模型分析表明,较优的分辨率 －参数化组合方案可以提升云南地区风电场功率预测合格率达 9. 68% ～ 38. 71% 。研究成果对提高云南地区风电场功率预测水平、制定合理消纳风电计划具有一定的指导意义。     

平抑风电出力的风储系统控制策略

为了平抑风电出力,采用了双层模糊控制优化策略的风储系统。首先,利用小波包将风电场出力进行分解,得到平抑目标功率和储能系统充放电初级参考指令。接着,根据储能设备的荷电状态和充放电初级参考指令利用模糊控制对储能设备的荷电状态进行调节。然后,利用第二层模糊控制实现储能设备之间的能量相互流动,优化储能设备的充放电功率指令,改善对风电功率波动的平抑效果。最后,在Matlab/Simulink中搭建了风储系统模型,通过仿真验证了双层控制优化策略的有效性。研究结果为风力发电储能系统设计提供参考。     

湖北风电发展战略思考

介绍了湖北省风电资源的分布及开发状况,分析了湖北发展风电的难题,探讨了进一步加快发展风电的战略及措施。     

基于BPNN-PID的风电机组桨距控制分析

变桨控制技术是风力发电机组的核心技术之一,开展对风力发电机组变桨控制方面的研究具有重要的理论和应用价值。根据风力发电机组在额定风速以上如何保持输出功率稳定和降低风轮转速波动的控制技术进行研究,在传统的变桨距控制策略基础上,提出了基于BP神经网络(Neural Network,NN)整定PID的控制策略,并在Matlab/simulink环境下对PID控制和BP神经网络控制相结合的复合控制系统进行建模与分析。对1.5MW风电机组的仿真验证了BPNN-PID算法的有效性,提出算法不仅能够解决传统PID控制器参数整定困难的问题,而且优化效率更高,可以得到优良的控制性能。     

基于PSO算法的电力系统优化研究

针对电力系统的无功功率优化问题,构建了多约束条件的目标函数。在电力系统的建模过程中,设定了电力系统的结构参数和负荷参数,并将设置负荷节点之间的电压越界参数、发电机无功越界参数设置为惩罚处置项;在PSO算法的设计中,设置了粒子状态、适应度函数以及惩罚权重参数。以具体结构的电力系统无功功率优化为实验对象,分别采用数学规划法、遗传算法和PSO算法进行优化。优化结果显示,PSO算法更能有效地降低电力系统的功率损耗,同时其收敛速度也最为理想。     

考虑风电机组旋转备用的风电场多目标优化

随着新型风电场的容量在并网系统中所占比例不断增加,对传统含风电场电力系统的经济调度问题提出了新的要求。传统的电力系统经济调度还应考虑到风电场功率波动对系统旋转备用和发电成本等方面的影响。因此,针对考虑风电机组旋转备用的风电场优化调度方法,并综合发电成本及购电费用目标,建立了含风电场的经济调度模型;釆用目标加权法和距离函数法相结合以将目标优化问题单一化以及利用实值编码遗传算法,来高效搜索优化方程最优解。仿真结果表明,所提出的方法是有效的。     

基于疲劳分布的风电场有功控制策略

针对风电场现有的有功控制策略引起的场内各机组疲劳损伤不均匀问题,从风力机的疲劳载荷和疲劳寿命角度出发,借助于雨流循环计数法分析风电场疲劳分布与功率控制的关联,得到机组疲劳分布与运行参考功率的变化规律,从而建立了风电场疲劳优化方程。采用实质编码遗传算法,高效搜索优化方程的最优解。仿真结果表明,该方法在保证风电场有功出力实时跟踪调度机构给定值、且不损失发电量的前提下,改善了场内各机组疲劳的均匀性,延长了风电机组的使用寿命,降低了风电场的维护成本。     

风机开停过程中海上风电结构振动特性研究

基于现场振动试验,分析了海上风电结构在不同风况下风机开停过程中的振动规律。结果表明:针对试验样机,不同风级开机工况风电结构振幅均比正常运行时更大,范围在11.23%~58.45%;不同风级停机工况风电结构振幅波动剧烈,与正常运行比较变化范围在-25.73%~387.33%。采用STD方法识别出风电结构整体首阶频率为0.33Hz。同时开展了风机塔筒摆幅分析,结果证明该风电结构在开停机过程中能够满足结构安全要求。     

基于MATLAB的电力系统的潮流计算

随着计算机语言技术不断发展和成熟，基于MATLAB潮流计算研究近年来得到了长足的发展。针对这一现状，以P-Q分解法为例，分析了BASIC、FORTRAN和MATLAB高级语言潮流计算的异同，指出它们的优缺点，并针对潮流计算模型结构的特点，提出了基于MATLAB的潮流算法。